(57)【要約】【課題】  本発明は、少量の水を電力に変換することができる重力発電システ厶を提供せんとするものである。【解決手段】  本発明の重力発電システ厶は、エンドレスの動力伝達帯に取り付けられた水貯蔵用容器に、水を貯留したときの重力によって、該動力伝達帯を作動させ、この動力伝達帯の作動を回転体の回転軸に伝達し、この回転軸の回転動力を発電機に伝達してなる重力発電システムであって、該動力伝達帯は少なくとも１個の該回転体をエンドレスに連結し、展張されており、かつ、該動力伝達帯には、該水貯蔵用容器が複数個取り付けられてなる重力回転システムを備えたことを特徴とするものである。【選択図】    図１
2005121002.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンドレスの動力伝達帯に取り付けられた水貯蔵用容器に、水を貯留したときの重力によって、該動力伝達帯を作動させ、この動力伝達帯の作動を回転体の回転軸に伝達し、この回転軸の回転動力を発電機に伝達して発電する重力発電システムであって、該動力伝達帯は少なくとも１個の該回転体をエンドレスに連結し、展張されており、かつ、該動力伝達帯には、該水貯蔵用容器が複数個取り付けられてなる重力回転システムを備えたことを特徴とする重力発電システム。
【請求項２】
該回転体が、少なくとも２個である請求項１に記載の重力発電システ厶。
【請求項３】
該回転体が、水路からの水の落下点付近で、かつ、該水貯蔵用容器に水を貯留できる位置に配置されている請求項１または２に記載の重力発電システ厶。
【請求項４】
該動力伝達帯に取り付けられた該水貯蔵用容器は、間欠的に、少なくとも上下方向に取り付けられている請求項１〜３のいずれかに記載の重力発電システム。
【請求項５】
該水貯蔵用容器は、回転自在に、該動力伝達帯に取り付けられている請求項１〜４のいずれかに記載の重力発電システム。
【請求項６】
該水貯蔵用容器が、該動力伝達帯に該容器把持部材を介して取り付けられている請求項１〜５のいずれかに記載の重力発電システム。
【請求項７】
該水貯蔵用容器が、水路からの水を受水できる形状の開口部を有するものである請求項１〜６のいずれかに記載の重力発電システ厶。
【請求項８】
該動力伝達帯が、チェーン型の動力伝達帯である請求項１〜７のいずれかに記載の重力発電システム。
【請求項９】
該チェーン型の動力伝達帯が、相対する位置に少なくとも２列平行に取り付けられたアタッチメントチェーンで構成されたものである請求項８に記載の重力発電システム。
【請求項１０】
該回転体が、スプロケットである請求項８または９に記載の重力発電システ厶。
【請求項１１】
該動力伝達帯の下端部付近に、該水貯蔵用容器を回転させて排水するための水貯蔵用容器回転機構が設けられてなる請求項５〜１０のいずれかに記載の重力発電システム。
【請求項１２】
該回転軸の回転動力が、速度調節機を介して該発電機に伝達されるものである請求項１〜１１のいずれかに記載の重力発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、少量の水を貯留して、その重力を電力に変換することができる省エネルギー方式の重力発電システムに開するものである。
【背景技術】  従来、用水路、石清水、小川や下水路を含めて各種水路は単に田畑への補給や生活排水とする以外には利用価値のないものとしてとらえられていたものである。
しかし、最近、地球環境レベルで世の中のあらゆるシステムについて見直すことが提唱されるに至って、風力や波までも、その力を利用することが考えられてきている。しかも、従来の大掛かりな仕掛けではなく、僅かな力をも利用するように工夫して、エネルギー損失を防いで、これを電力に変換して少しの電力でも補足、補給し、地球環境破壊の防止に努めようという提案がなされている。
本発明は、かかる提案に協賛して考えられたものであって、少しのエネルギーをも電力として取り出し、補足、補給して利用することができるシステ厶について検討したものである。
落差型の水力発電装置として、低落差の水流管内に配設された水車ランナの回転動力を発電機に伝達してなる水力発電システムであって、該水車ランナの出口からの流水を吸出し管を介して放水庭に排出して流水を増大させる方式の水力発電装置（特許文献１参照）は知られている。
【特許文献１】  特開平０５−２６１４７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】  しかし、かかる水力発電システムや一般文献に記載されているダムを築いての水力発電システムなどは、大量の水流を利用した動力型の水力発電システ厶に関するものばかりであるにすぎず、少量の水を効率よく利用しようというものではなかった。
本発明は、かかる従来技術の背景に鑑み、少量の水を貯留したときの水の重量、つまり重力を電力に変換して利用する重力発電システムを提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】  本発明は、かかる課題を解決するために、次のような手段を採用するものである。すなわち、本発明の重力発電システムは、エンドレスの動力伝達帯に取り付けられた水貯蔵用容器に、水を貯留したときの重力によって、該動力伝達帯を作動させ、この動力伝達帯の作動を回転体の回転軸に伝達し、この回転軸の回転動力を発電機に伝達して発電する重力発電システ厶であって、該動力伝達帯は少なくとも１個の該回転体をエンドレスに連結し、展張されており、かつ、該動力伝達帯には、該水貯蔵用容器が複数個取り付けられてなる重力回転システ厶を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】  本発明の重力発電システ厶によれば、少量の水でも電力として取り出すことができるので、山村はもとより、市街地でも、すこしの水量を有する水路さえあれば、簡単に電力を発生することができるという利点を有する省エネルギー型の重力発電システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】  本発明は、前記課題、つまり、少量の水を貯留したときの水の重量、つまり重力を電力に変換して利用する重力発電システムについて、鋭意検討し、水貯蔵用容器を用いて、これに水を貯めて、その重みで回転するシステムに着目して、エンドレスの動力伝達帯に水貯蔵用容器を取り付け、これに水を貯留して、該動力伝達帯を作動させて、この動力伝達帯の作動を少なくとも１個の回転体に伝達して発電機を作動させる重力回転システムを備えて発電させてみたところ、かかる課題を一挙に解決することを究明したものである。
本発明の重力発電システ厶を図面により説明する。
なお、本発明の重力発電システムにおいて、該回転体は少なくとも１個使用するものであるが、該回転体が１個でも発電は可能であるという意味は、要するに該回転軸の回転を発電機に伝達することさえできれば、発電できるということから定義されたものであり、該重力発電システムの安定化、つまり、安定した発電機能を与えるためには、少なくとも２個の回転体を用いて、これに動力伝達帯をエンドレスに連結し、展張するのが好ましい態様である。以下、この好ましい態様である重力発電システムについて、図面により説明する。
図１は、本発明の重力発電システムにおける重力回転システムの一例を示す概略図である。このシステムは、動力伝達帯に取り付けられた水貯蔵用容器を、該動力伝達帯に固定して取り付けたタイプのものである。
すなわち、水路１からの落水を水貯蔵用容器２に受けて貯水し、その貯水重量の重力を利用して動力伝達帯３を作動させて、回転体４を介して回転軸５を回転させるシステムである。まず、このシステムのポイントは、上下２個の回転体４、４’の間に、エンドレスの動力伝達帯３を回転自在に展張した構造とし、その動力伝達帯３に、水貯蔵用容器２を必要個数、上下方向に、適宜の間隔で、固定した形で取り付けた構造としたものである。ここで上下方向とは、該回転体４’の位置が、該回転体４の位置よりも下方向であればよく、その角度は問わないことを意味するものである。
前記回転体４、４’の間に展張された動力伝達帯３は、水貯蔵用容器２に貯蔵された水の重量、つまり重力により作動して、該動力伝達帯３を下方に押し下げるように動き、この動きによって、該回転体４、４’が回転するものである。したがって、かかる水貯蔵用容器２が水路からの落水を確実、かつ、十分に貯蔵できるように、該容器の全体の形状やその開口部の形状を広く、大きくしたり、水路１からの水流を、できるだけ確実に、こぼさないように取り入れることができる位置や、配置を考慮することが好ましい。
すなわち、水貯蔵用容器２は、特にその開口部が、水路からの水の落下点に入るように配置して、水路からの落水を確実にとらえて貯蔵することである。
次いで、水貯蔵用容器２が、水路からの落水をこぼすことなく受水することができる間隔で、該動力伝達帯３に取り付けられていることである。つまり、水貯蔵用容器２の取り付け個数や、該水貯蔵用容器２の全体の形状やその開口部の形状を調整、整合させることである。かかる点を調整、整合させることによって、水路からの落水を、漏洩させることなく、より確実に貯蔵することができる。本発明において、かかる水貯蔵用容器２の多数が、該動力伝達帯３に取り付けられて、その荷重の重畳された重量を重力として利用し、これを該回転体４を介して回転軸５に伝達するものである。
この重力回転システ厶は、上述のように該水貯蔵用容器２に貯蔵された水の重力による落下により作動・回転させるものであるから、該水貯蔵用容器２が引き上げられる方向に向かう際には、該水貯蔵用容器２内は空っぽにしておく、つまり、引き上げ力を軽減させる上から、該水貯蔵用容器２内の水を排水する機構、構造とすることが好ましい。かかる排水構造とすることにより、該動力伝達帯３を引き下げる重力を有効に利用することができ、より大きな重力が惹起される結果、該回転体４、４’を強力に回転させることができ、かつ、それだけエネルギーロスをおさえることができる。
本発明は、かかる該回転体４、４’の回転軸５、５’の回転動力を、好ましくは速度調節機、たとえば増速機（図示せず）を介して、発電機（図示せず）に伝達することによって発電する重力発電システ厶である。なお、速度調節機に伝達する動力は、いずれの回転体４、４’でもよく、図１の場合以外の、たとえば回転体を多数設けた場合においても、いずれの回転体からでも動力を速度調節機に伝達することができる。
図１の重力回転システムの例では、該動力伝達帯３に、水貯蔵用容器２を容器把持部材７、７’を介して固定する形で取り付けられた構造を備えたものであるから、水貯蔵用容器２は、落水を受けて貯留する際には、開口部は上向きの状態にあり、貯留水はこぼれることなく、該動力伝達帯３を下方に引き下げるように作用するが、回転体４’を通過して、該動力伝達帯３が引き上げられる状態になると、該水貯蔵用容器２の開口部は下向きとなり、貯留水は全部排水されて、該水貯蔵用容器２は空になる。この該水貯蔵用容器２からの排水は排水溝６を通して排出される。
なお、本発明の重力回転システムにおけるエンドレスの動力伝達帯３としては、帯状のものであればよく、たとえば各種ベルト類や各種チェーン類など、さらにはこれらの組合せ構造を有するものを使用することができる。かかる動力伝達帯３においては、回転体４、４’から外れたり、空滑りしないように工夫されているものを使用するのが好ましく、たとえば、回転体４、４’を歯車を有するものを使用し、動力伝達帯３としてチェーンを使用するとか、ベルト類の場合では、回転体４、４’に突起を設け、この突起に嵌合する孔をベルトに設けたものや、該突起間の谷部に嵌合する突起をベルトに設けたものを使用するなどの手段を採用するのがよい。また、動力伝達帯３を回転体４、４’から外れないようにするには、該回転体４、４’を被覆したり、挟み込むような機構、つまりレール状壁を該動力伝達帯３の両端部に設けてもよいし、テンショナーやスプロケットなどを用いて、該動力伝達帯３を緊張させてもよい。さらには、たとえば、相対する位置に少なくとも２列平行に取り付けられたアタッチメントチェーンで構成されたものが好ましく使用される。その場合には、回転体４、４’としては、スプロケットを使用するのがよい。
かかる動力伝達帯３には、水貯蔵用容器２が取り付けられているものであるが、この水貯蔵用容器２は、その開口部付近を回転自在な該容器把持部材７のみを介して動力伝達帯３に取り付けることにより、回転自在な状態とすることができる。つまり図２の例がそれである。かかる回転自在な水貯蔵用容器２を使用する場合は、該水貯蔵用容器２を回転させて排水するための水貯蔵用容器回転機構８を、下部回転体４’付近に設けておくのがよい。この水貯蔵用容器回転機構８によって、該水貯蔵用容器２の開口部は横向きとなり、貯留水は全部排水されて、該水貯蔵用容器２を空にすることができ、この該水貯蔵用容器２からの排水は排水溝６を通して排出される。
かかる水貯蔵用容器２は、間欠的に、該動力伝達帯３の少なくとも上下方向に取り付けられているが、１本の該容器把持部材７に、水貯蔵用容器２を一個のみならず、複数個取り付けてもよいし、さらに水路１からの落水を受け易いように、開口部の形状を長細くしたり、ラッパ状にしたものを使用してもよい。
なお、かかる重力回転システムにおいて、このシステムの安定化、つまり、安定した発電機能を発揮せしめるためには、該回転体４、４’に、該動力伝達帯３を、揺動することなく、かつ、少なくとも外れることなく連結、展張することが好ましい。そのために、たとえば該回転体４を１個しか使用しない場合には、該動力伝達帯３をピンと展張させるためのガイドやテンショナーを使用することが、該動力伝達帯３の揺動を制御する上から好ましい。また、該回転体４、４’のように２個以上使用する場合でも、必要なら、該動力伝達帯３の両サイドを導くためのレール状ガイドを備えるのが好ましい。特に、かかるレール状ガイドは、該回転体４’に近い箇所に設けて、確実に該動力伝達帯３を該回転体４に連結させることが好ましい。
図２は、本発明の重力回転システムの他の一例を示す概略図で、つまり、動力伝達帯３として、相対する位置に２列平行に取り付けられたアタッチメントチェーンを使用し、回転体４、４’として、スプロケットを使用し、かつ、水貯蔵用容器２として、容器把持部材７を介して動力伝達帯３に回転自在に取り付けたものを使用した例である。
このシステムは、水路からの落水を水貯蔵用容器に受けて貯水し、その貯水重量の重力を利用してスプロケットを回転させるシステムである。まず、このシステムのポイントは、上下２個のスプロケット４、４’の間に、エンドレスのアタッチメントチェーン３を回転自在に展張した構造とし、そのアタッチメントチェーン３に水貯蔵用容器２を必要個数、上下方向に羅列して取り付けた構造としたものである。
前記スプロケット４、４’間に展張されたアタッチメントチェーン３は、水貯蔵用容器２に貯蔵された水の重力により回転するものであるから、かかる水貯蔵用容器２は水路１からの落水を確実、かつ、十分に貯蔵することができる構造とするのがよい。
その一つとしては、まず、水貯蔵用容器２、特にその開口部が、水路１からの水の落下点に配置することである。かかる配置位置を配慮することによって、水路からの落水を確実に貯蔵することができる。
次いで、水貯蔵用容器２が、水路１からの水を受水することができる間隔で、アタッチメントチェーン３に取り付けられていることである。つまり、水貯蔵用容器２の取り付け個数や、該水貯蔵用容器２の開口形状を調整、整合させることである。かかる点を調整、整合させることによって、水路からの落水を、漏洩されることなく、より確実に貯蔵することができる。
この重力回転システムは、上述のように水貯蔵用容器２に貯蔵された水の重力により回転するものであるから、該水貯蔵用容器２が引き上げられる方向に向かう際には、該水貯蔵用容器２内は空っぽにしておく、つまり、引き上げ力を軽減させる上から、該水貯蔵用容器２内の水を排水する構造とすることが好ましい。かかる排水する構造を設けることにより、より強力な回転力を惹起させることができるし、それだけエネルギーロスをおさえることができる。
そのために、回転自在に取り付けられた水貯蔵用容器２を、下部スプロケット４’の下端部付近の該水貯蔵用容器２通過点に、該水貯蔵用容器２を回転させて排水するための水貯蔵用容器回転機構８を設けておくのがよい。この水貯蔵用容器回転機構８としては、棒状体や突起物などの該水貯蔵用容器２を回転させることができるものであれば如何なるものでもよい、たとえば障害物でもよい。
かかる重力回転システムの、スプロケット４、４’の回転軸５、５’の回転動力を、好ましくは速度調節機を介して発電機に伝達することによって、発電を惹起させることができる。
以上のように、本発明の重力回転システムによれば、微量の水量でも発電されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この図は、本発明の重力発電システムの一例を示すを示す概略図である。
【図２】この図は、本発明の重力発電システムの排水機構の他の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
１：水路
２：水貯蔵用容器（水貯蔵用容器）
３：動力伝達帯
４、４’：回転体
５、５’：回転軸
６：排水溝
７、７’：容器把持部材
８：水貯蔵用容器回転機構
【図１】
2005121002.tif 000003
【図２】
2005121002.tif 000004